BOILERLaporan ini diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Pilot Plant

Dosen Pebimbing

:

Iwan Ridwan, ST, MT

Disusun Oleh : 1. Ayu Wulansari 2. Ilham Herawan 3. Ivo Novtia 4. Rita Nur Anggraeni Kelompok : 6 Kelas : 3B - TKD3 Tanggal Praktikum : 17 November 2011 (091411039) (091411048) (091411051) (091411061)

Tanggal PenyerahanLaporan : 24 November 2011

JURUSAN TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2011

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada laboratorium Pilot Plant di jurusan Teknik Kimia terdapat peralatan yang membutuhkan steam untuk menjalankan berbagai proses. Steam yang diperlukan ini didapat darihasil pembakaran pada boiler. Boiler merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk

menghasilkan steam (uap) dalam berbagai keperluan. Air di dalam boiler dipanaskan oleh panasdari hasil pembakaran bahan bakar (sumber panas lainnya) sehingga terjadi perpindahan panas dari sumber panas tersebut ke air yang mengakibatkan air tersebut menjadi panas atau berubah wujud menjadi uap. Sistem boiler terdiri dari: sistem air umpan, sistem steam dan sistem bahan bakar.

Steam akan dialirkan melalui pipa steam (coklat) yang disalurkan ke alat Destilasi, Leaching, FFE, Stirred tank, Humidifikasi dan Dehumidifikasi dengan proses pemanasan, dan lain-lain.

1.2 Tujuan 1. Mengetahui rangkaian dan mekanisme dari sistem boiler. 2. Menghitung efisiensi boiler dengan menggunakan metode langsung. 3. Menganalisa kualitas air pada sistem boiler.

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 BoilerBoiler merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk menghasilkan steam (uap) dalam berbagai keperluan. Air di dalam boiler dipanaskan oleh panas dari hasil pembakaran bahan bakar (sumber panas lainnya) sehingga terjadi perpindahan panas dari sumber panas tersebut ke air yang mengakibatkan air tersebut menjadi panas atau berubah wujud menjadi uap. Air yang lebih panas memiliki berat jenis yang lebih rendah dibanding dengan air yang lebih dingin, sehingga terjadi perubahan berat jenis air di dalam boiler. Air yang memiliki berat jenis yang lebih kecil akan naik, dan sebaliknya air yang memiliki berat jenis yang lebih tinggi akan turun ke dasar. Sistem boiler terdiri dari: sistem air umpan, sistem steam dan sistem bahan bakar. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam. Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan. Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem. Jenis-jenis boiler : Berdasarkan bahan Jenis boiler berdasarkan bahan bakar dapat dikelompokkan menjadi : Boiler bahan bakar padat Boiler bahan bakar cair Boiler bahan bakar gas

Berdasarkan posisi air dan gas panas Jenis boiler berdasarkan posisi air dan gas panas dapat diklasifikasikan sebagai berikut: Boiler pipa air ( water tube ) Boiler pipa api ( fire tube ) Boiler kombinasi

Berdasarkan tekanan Jenis boiler berdasarkan tekanan dapat dibagi menjadi : Boiler tekanan rendah Boiler tekanan sedang Boiler tekanan tinggi

Berdasarkan sirkulasi Jenis boiler berdasarkan sirkulasi air dapat dibagi atas : Boiler sirkulasi alami Boiler sirkulasi paksa

Parameter kinerja boiler dapat ditinjau dari efisiensi dan rasio penguapan pada boiler. Neraca panas dapat membantu dalam mengidentifikasi kinerja dari boiler. Uji efisiensi boiler dapat membantu dalam menentukan penyimpangan efisiensi boiler dari efisiensi terbaik dan target area permasalahan untuk tindakan perbaikan. a. Neraca Panas Proses pembakaran dalam boiler dapat digambarkan dalam bentuk diagram alir energi. Diagram ini menggambarkan secara grafis tentang bagaimana energi masuk dari bahan bakar diubah menjadi aliran energi dengan berbagai kegunaan dan menjadi aliran kehilangan panas dan energi. Panah tebal menunjukan jumlah energi yang dikandung dalam aliran masing masing.

Gambar 1. Diagram neraca energi boiler(Sumber: http://www.energyefficiencyasia.org)

Neraca panas merupakan keseimbangan energi total yang masuk boiler terhadap yang meninggalkan boiler dalam bentuk yang berbeda. Gambar berikut memberikan gambaran berbagai kehilangan yang terjadi untuk pembangkitan steam.

b. Efisiensi Boiler Efisiensi termis boiler didefinisikan sebagai persen energi (panas) masuk yang digunakan secara efektif pada steam yang dihasilkan. Terdapat dua metode pengkajian efisiensi boiler: Metode Langsung: energi yang didapat dari fluida kerja (air dan steam) dibandingkan dengan energi yang terkandung dalam bahan bakar boiler. Efisiensi Boiler (h) = Efisiensi Boiler (h) = Q q GCV hg hf

x 100 x 100

: Jumlah steam yang dihasilkan per jam (kg/jam) : Jumlah bahan bakar yang digunakan per jam (kg/jam) : Nilai panas kotor bahan bakar (kkal/kg bahan bakar) : Entalpi steam jenuh dalam (kkal/kg steam) : Entalpi air umpan dalam (kkal/kg air)

Metode Tidak Langsung: efisiensi merupakan perbedaan antara kehilangan dan energi yang masuk. Efisiensi boiler (n) = 100 - (i + ii + iii + iv + v + vi + vii) Dimana kehilangan yang terjadi dalam boiler adalah kehilangan panas yang diakibatkan oleh: i. Gas cerobong yang kering ii. Penguapan air yang terbentuk karena H2 dalam bahan bakar iii. Penguapan kadar air dalam bahan bakar iv. Adanya kadar air dalam udara pembakaran v. Bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu terbang/ fly ash vi. Bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu bawah/ bottom ash vii. Radiasi dan kehilangan lain yang tidak terhitung 2.2 Air Umpan Boiler Air yang digunakan pada proses pengolahan dan air umpan boiler diperoleh dari air

sungai, air waduk, sumur bor dan sumber mata air lainnya. Kualitas air tersebut tidak sama walaupun menggunakan sumber air sejenis, hal ini dipengaruhi oleh lingkungan asal air tersebut. Air umpan boiler harus memenuhi spesifikasi yang telah ditentukan agar tidak menimbulkan

masalah-masalah pada pengoperasian boiler. Air tersebut harus bebas dari mineral-mineral yang tidak diinginkan serta pengotor-pengotor lainnya yang dapat menurunkan efisiensi kerja dari boiler. Hal-hal yang mempengaruhi effisiensi boiler adalah bahan bakar dan kualitas air umpan boiler. Parameter-parameter yang mempengaruhi kualitas air umpan boiler antara lain : 1. Oksigen terlarut Oksigen yang terlarut dalam air umpan dapat menyebabkan korosi pada dinding plat yang terdapat dalam boiler tersebut. Oleh karena itu oksigen yang terlarut harus dibuat sekecil mungkin agar boiler yang ada tidak cepat rusak atau mungkin dapat membuat bahaya pada orang berada di sekitarnya karena kebocoran. 2. Kekeruhan Kekeruhan pada air umpan boiler disebabkan padatan yang dikandung oleh air umpan tersebut. Apabila kekeruhan tersebut terdapat dalam jumlah yang tinggi akan menyebabkan pengendapan dan kerak di dalam boiler. Apabila hal tersebut terjadi, maka local over heating akan terjadi dan boiler biasanya akan mengalami peningkatan kebutuhan akan panas yang akhirnya akan meledak. 3. pH Bila tidak sesuai dengan standart kualitas air umpan boiler dapat menyebabkan korosi pada peralatan 4. Kesadahan Merupakan kandungan ion Ca dan Mg yang dapat menyebabkan kerak pada peralatan dan perpipaan boiler sehingga menimbulkan local overheating. 5. Kadar Fe Fe dapat menyebabkan air berwarna dan mengendap di saluran air dan boiler bila teroksidasi oleh oksigen.

6. Daya Hantar Listrik (DHL) Harga daya hanrat listrik dari air umpan boiler diperhatikan untuk mencegah terjadinya endapan kerak pada bagian permukaan perpindahan panas dan juga untuk menjaga kemurnian steam yang terbentuk. 7. Alkalinitas Alkalinitas merupakan jumlah anion dalam air yang akan bereaksi untuk menetralisasi ion H+, merupakan suatu ukuran kemampuan air menetralisir asam. Feed water harus memenuhi prasyarat tertentu seperti yang diuraikan dalam tabel di bawah ini :

Sumber:(http://smk3ea.wordpress.com/2008/07/08/air-dan fungsinya-sebagai-umpan-boiler-dan cooling-tower/.)

Memproduksi steam yang berkualitas tergantung pada pengolahan air yang benar untuk mengendalikan kemurnian steam, endapan dan korosi. Sebuah boiler merupakan bagian dari sistem boiler, yang menerima semua bahan pencemar dari sistim didepannya. Kinerja boiler, efisiensi, dan umur layanan merupakan hasil langsung dari pemilihan dan pengendalian air umpan yang digunakan dalam boiler. Jika air umpan masuk ke boiler, kenaikan suhu dan tekanan menyebabkan komponen air memiliki sifat yang berbeda. Hampir semua komponen dalam air umpan dalam keadaan terlarut. Walau demikian, dibawah kondisi panas dan tekanan hampir seluruh komponen terlarut keluar

dari larutan sebagai padatan partikuat, kadang-kadang dalam bentuk kristal dan pada waktu yang lain sebagai bentuk amorph. Jika kelarutan komponen spesifik dalam air terlewati, maka akan terjadi pembentukan kerak dan endapan. Air boiler harus cukup bebas dari pembentukan endapan padat supaya terjadi perpindahan panas yang cepat dan efisien dan harus tidak korosif terhadap logam boiler. 2.2.1 Pengolahan air internal Pengolahan internal adalah penambahan bahan kimia ke boiler untuk mencegah pembentuka kerak. Senyawa pembentuk kerak diubah menjadi lumpur yang mengalir bebas, yang dapat dibuang dengan blowdown. Metode ini terbatas pada boiler dimana air umpan mengandung garam sadah yang rendah, dengan tekanan rendah, kandungan TDS tinggi dalam boiler dapat ditoleransi, dan jika jumlah airnya kecil. Jika kondisi tersebut tidak terpenuhi maka laju blowdown yang tinggi diperlukan untuk membuang lumpur. Hal tersebut menjadi tidak ekonomis sehubungan dengan kehilangan air dan panas. Jenis sumber air yang berbeda memerlukan bahan kimia yang berbeda pula. Senyawa seperti sodium karbonat, sodium aluminat, sodium fosfat, sodium sulfit dan komponen sayuran atau senyawa inorganik seluruhnya dapat digunakan untuk maksud ini. Untuk setiap kondisi air diperlukan bahan kimia tertentu. Harus dikonsultasikan dengan seorang spesialis dalam menentukan bahan kimia yang paling cocok untuk digunakan pada setiap kasus. Pengolahan air hanya dengan pengolahan internal tidak direkomendasikan.

2.2.2 Pengolahan Air EksternalPengolahan eksternal digunakan untuk membuang padatan tersuspensi, padatan telarut (terutama ion kalsium dan magnesium yang merupakan penyebab utama pembentukan kerak) dan gas- gas terlarut (oksigen dan karbon dioksida). Proses perlakuan eksternal yang ada adalah: Pertukaran ion De-aerasi (mekanis dan kimia) Osmosis balik Penghilangan mineral/ demineralisasi Sebelum digunakan cara diatas, perlu untuk membuang padatan dan warna dari bahan baku air, sebab bahan tersebut dapat mengotori resin yang digunakan pada bagian pengolahan berikutnya. Proses pengolahan air eksternal dijelaskan dibawah ini.

Proses pertukaran ion (Plant Pelunakan) Pada proses pertukaran ion, kesadahan dihilangkan dengan melewatka air pada bed zeolit alam atau resin sintetik dan tanpa pembentukan endapan. Jenis paling sederhana adalah pertukaran basa dimana ion kalsium dan magnesium ditukar dengan ion sodium. Setelah jenuh, dilakukan regenerasi dengan sodium klorida. Garam sodium mudah larut, tidak membentuk kerak dalam boiler. Dikarenakan penukar basa hanya menggantikan kalsium dan magnesium dengan sodium, maka tidak mengurangi kandungan TDS, dan besarnya blowdown. Penukar basa ini juga tidak menurunkan alkalinitasnya. Demineralisasi merupakan penghilangan lengkap seluruh garam. Hal ini dicapai dengan menggunakan resin kation, yang menukar kation dalam air baku dengan ion hydrogen menghasilkan asam hidroklorida, asam sulfat dan asam karbonat. Asam karbonat dihilangkan dalam menara degassing dimana udara dihembuskan melalui air asam. Berikutnya, air melewati resin anion, yang menukar anion dengan asam mineral (misalnya asam sulfat) dan membentuk air. Regenerasi kation dan anion perlu dilakukan pada jangka waktu tertentu dengan menggunakan asam mineral dan soda kaustik. Penghilangan lengkap silika dapat dicapai dengan pemilihan resin anion yang benar. Proses pertukaran ion, jika diperlukan, dapat digunakan untuk demineralisasi yang hampir total, seperti untuk boiler pembangkit tenaga listrik. De-aerasi mekanis De-aerasi mekanis untuk penghilangan gas terlarut

digunakan sebelum penambahan bahan kimia untuk oksigen. Deaerasi mekanis didasarkan pada

hukum fisika Charles dan Henry. Secara ringkas, hokum tersebut menyatakan bahwa penghilangan oksigen dan karbon dioksida dapat Gambar 2. Dearasi Mekanis

disempurnakan dengan pemanasan air umpan boiler, yang akan menurunkan konsentrasi oksigen dan karbon dioksida di sekitar atmosfir air umpan. De-aerasi mekanis dapat menjadi yang paling ekonomis, beroperasi pada titik didih air pada tekanan dalam de-aerator. Deaerasi mekanis dapat berjenis vakum atau bertekanan.

De-aerator jenis vakum beroperasi dibawah tekanan atmosfir, pada suhu sekitar 82oC, dan dapat menurunkan kandungan oksigen dalam air hingga kurang dari 0,02 mg/liter. Pompa vakum atau steam ejectors diperlukan untuk mencapai kondisi vakum. De-aerator jenis bertekanan beroperasi dengan membiarkan steam menuju air umpan melalui klep pengendali tekanan untuk mencapai tekanan operasi yang dikehendaki, dan dengan suhu minimum 105oC. Steam menaikan suhu air menyebabkan pelepasan gas O2 dan CO2 yang dikeluarkan dari sistim. Jenis ini dapat mengurangi kadar oksigen hingga 0,005 mg/liter. Bila terdapat kelebihan steam tekanan rendah, tekanan operasi dapat dipilih untuk menggunakan steam ini sehingga akan meningkatkan ekonomi bahan bakar. Dalam sistim boiler, steam lebih disukai untuk de-aerasi sebab: Steam pada dasarnya bebas dari O2 dan CO2 Steam tersedia dengan mudah Steam menambah panas yang diperlukan untuk melengkapi reaksi De-aerasi kimiawi Sementara deaerators mekanis yang paling efisien menurunkan oksigen hingga ke tingkat yang sangat rendah (0,005 mg/liter), namun jumlah oksigen yang sangat kecil sekalipun dapat menyebabkan bahaya korosi terhadap sistim. Sebagai akibatnya, praktek pengoperasian yang baik memerlukan penghilangan oksigen yang sangat sedikit tersebut dengan bahan kimia pereaksi oksigen seperti sodium sulfit atau hidrasin. Sodium sulfit akan bereaksi dengan oksigen membentuk sodium sulfat yang akan meningkatkan TDS dalam air boiler dan meningkatkan blowdown dan kualitas air make-up. Hydrasin bereaksi dengan oksigen membentuk nitrogen dan air. Senyawa tersebut selalu digunakan dalam boiler tekanan tinggi bila diperlukan air boiler dengan padatan yang rendah, karena senyawa tersebut tidak meningkatkan TDS air boiler. 2.3 Blowdown Boiler Jika air dididihkan dan dihasilkan steam, padatan terlarut yang terdapat dalam air akan tinggal di boiler. Jika banyak padatan terdapat dalam air umpan, padatan tersebut akan terpekatkan dan akhirnya akan mencapai suatu tingkat dimana kelarutannya dalam air akan terlampaui dan akan mengendap dari larutan. Diatas tingkat konsenrasi tertentu, padatan tersebut mendorong terbentuknya busa dan menyebabkan terbawanya air ke steam. Endapan juga

mengakibatkan terbentunya kerak di bagian dalam boiler, mengakibatan pemanasan setempat menjadi berlebih dan akhirnya menyebabkan kegagalan pada pipa boiler. Oleh karena itu penting untuk mengendalikan tingkat konsentrasi padatan dalam suspensi dan yang terlarut dalam air yang dididihkan. Hal ini dicapai oleh proses yang disebut blowing down, dimana sejumlah tertentu volume air dikeluarkan dan secara otomatis diganti dengan air umpan dengan demikian akan tercapai tingkat optimum total padatan terlarut (TDS) dalam air boiler dan membuang padatan yang sudah rata keluar dari larutan dan yang cenderung tinggal pada permukaan boiler. Blowdown penting untuk melindungi permukaan penukar panas pada boiler. Walau demikian, Blowdown dapat menjadi sumber kehilangan panas yang cukup berarti, jika dilakukan secara tidak benar. Besarnya jumlah blowdown yang diperlukan untuk mengendalikan konsentrasi padatan air boiler dihitung dengan menggunakan rumus berikut: Blowdown (persen) = Keuntungan pengendalian blowdown yang baik dapat secara signifikan menurunkan biaya perlakuan dan operasional yang meliputi: Biaya perlakuan awal lebih rendah Konsumsi air make-up lebih sedikit Waktu penghentian untuk perawatan menjadi berkurang Umur pakai boiler meningkat Pemakaian bahan kimia untuk pengolahan air umpan menjadi lebih rendah

BAB III METODOLOGI 3.1 Spesifikasi Alat Spesifikasi boiler adalah sebagai berikut : Model Fuel Consumption Heating Surface : KB 204 : 28.4 : 7.2 lt/jam m2 kg/cm2 lt

Max. Operasi Pressure : 10 Water In Full Feed Water Pump Effisiensi Ketel Pipa Pemanas Jenis Pemanas : 100

: 0.75 KW : 88 % (pemakaian bahan bakar ekonomis) : Vertikal : Water Tube

Tidak Ada Feed Water Preheater Sistem kontrol on-off otomatis akan memprioritaskan harga yang terendah diantara tekanan uap dan temperatur yang diatur (setting) Jenis steam : saturated steam

Bahan bakar yang digunakan adalah kategori solar/diesel Pertamina dengan spesifikasi HHV : 44.775 kj/kg

Ketel uap dirancang dengan effisiensi tinggi yang mencapai harga >70 % serta ekonomis pemakaian bahan bakar dan bekerja secara otomatis, sehingga memudahkan pengoperasian.

3.2 Metode Pengambilan Data Data Laju Konsumsi Solar Data ini diambil dengan cara menghitung selisih ketinggian solar yang terpakai di dalam tangki, selama unit boiler beroperasi. Pada praktikum ini dilakukan pengambilan data dari pukul 11.00-13.00 Data Pengamatan Boiler Data ini diambil dengan cara melihat berapa tekanan on di dalam unit boiler (pada manometer) ketika pembakar 1 mulai beroperasi dan tekanan off didalam unit boiler (pada manometer) ketika pembakar 1 berhenti beroperasi. Data pengamatan debit air umpan boiler Data ini diambil dengan cara menghitung berapa kali pompa yang mengalirkan air umpan boiler dari BFT menuju unit boiler beroperasi dan mencatat waktu setiap pompa

beroperasi. Untuk kapasitas pompa dapat langsung dilihat pada spesifikasi yang tertera pada pompa itu sendiri Data pengamatan kualitas air umpan boiler

Feed Tank

2

1 Air

3 Boiler 4

Resin R-Na

Data kualitas air diambil titik-titik tertentu, antara lain: Titik1, yaitu air dari keran (feed water) yang akan menuju ke unit R-kation. Titik 2, yaitu air keluaran dari unit R-kation (efluent R-kation) yang akan menuju ke BFT (boiler feed tank). Titik 3, yaitu air keluaran dari BFT menuju unit boiler. Titik 4, yaitu air boiler (dapat diambil pada saat blow down).

3.3 Penentuan Kesadahan

Memipet 100 ml sampel air

Menambahkan 2 ml buffer amonia cair

Menambahkan EBT

Menitrasi dengan EDTA (merah ungu menjadi biru)

Mencatat Volume EDTA

3.4 Penentuan pH Kalibrasi pH-meter Memasukan elektroda gelas ke dalam buffer pH 7 tekan meas (atur putaran paling kiri) Memasukan elektroda gelas ke dalam buffer pH 4 tekan meas (atur putaran paling kanan)

Menyalakan alat pHmeter

Pengukuran pH

Memasukan elektroda gelas ke dalam sampel

Menekan tombol meas untuk mengukur

Membaca nilai yang terukur

Menekan tombol stand by setelah selesai mengukur

3.5 Penentuan nilai konduktivitas

Menyalakan alat dengan menekan tombol ON3.6 Penentuan Alkalinitas

Celupkan elektroda ke dalam larutan sampel

Mencatat nilai yang tertera

Memipet 100 ml sampel airJika larutan tetap bening

Menambahkan 3 tetes phenolpthalein

Mentitrasi dengan NaOH (pink)

Menambahkan 3 tetes metil orange

Menitrasi dengan HCl

Mencatat Vol. 1

Mencatat Vol. 2

Jika larutan berwarna pink

Mentitrasi dengan HCl (bening)

Menambahkan 3 tetes metil orange

Menitrasi dengan HCl

Mencatat Vol. 1

Mencatat Vol. 2

BAB IV DATA PENGAMATAN 4.1 Tabel Data Pengamatan Sampel Air Kesadahan (ml EDTA) 3,359 3,250 3,282 5,163 DHL (mS) 0,328 0,355 0,407 0,788 V1 2,486 1,230 0,578 0,376 Alkalinitas ml (NaOH) ml (HCl) V2 2,824 2,878 2,198 1,666 Temperatur (oC) 24,7 30,5 47,1 66,8

Jenis Sampel

pH

Air kran Air ion exchange Air dalam tangki Air blowdown

6,44 6,37 6,8 7,52

4.2 Tabel Data Pengamatan Boiler No 1. 2. 3. 4. 5. Pengamatan Waktu pengamatan Total konsumsi solar (t) Dimensi tangki solar (diameter) Total waktu nyala pompa Total waktu nyala fire Keterangan Pukul 11.00 13.00 3 cm 0,8 m 360 detik 700 detik

BAB V HASIL PERHITUNGAN 5.1 Tabel Pengolahan Data Sampel Air Jenis Sampel Air kran Air ion exchange Air dalam tangki Air blowdown Kesadahan ( 33,59 32,50 ) pH DHL (mS) Alkalinitas H+ (ppm) 6,44 6,37 0,328 0,355 0,338 0,287 CO2 (ppm) 109,384 5,412 Total (ppm) 109,046 5,125 Suhu (oC) 24,7 30,5

32,82

6,8

0,407

0,220

2,543

2,323

47,1

51,63

7,52

0,788

1,290

16,544

15,254

66,8

5.2. Tabel Pengolahan Data Efisiensi Boiler Kalor (Q) kJ Bahan Gas Air umpan Steam 414641,4 6

bakar solar cerobong 543320,70 -11745,3

31238,856

69, 07 %

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.tanpa

tahun.tanpa

judul.

tersedia:

http://repository.usu.ac.id/bitstream/

123456789 /20329 /3/Chapter%20II.pdf. (Tanggal download: 19 November 2011) Anonim. tanpa tahun. Boiler dan Pemanas Fluida Termis (online). tersedia: http://www.energyefficiencyasia.org/docs/ee_modules/indo/Chapter%20%20Boilers%20and%20thermic%20fluid%20heaters%20%28Bahasa%20Indonesi.pdf. (Tanggal download: 19 November 2011)

LAMPIRAN i. Perhitungan Nilai Kesadahan

Air kran

Air ion exchange

Air dalam tangki

Air blowdown

ii.

Perhitungan Nilai Alkalinitas

Air kran

= 0,338 ppm

= 109,384 ppm

= 109,046 ppm

Air ion exchange

= 0,287 ppm

= 5,412 ppm

= 5,125 ppm Air dalam tangki

= 0,220 ppm

= 2,543 ppm

= 2,323 ppm Air blowdown

= 1,290 ppm

= 16,544 ppm

= 15,254 ppm

iii.

Perhitungan Kalor Bahan Bakar Waktu pengamatan Total konsumsi solar : 11.00 13.00 : 3 cm

Dimensi tangki solar : Diameter : 0,80 meter Data dari literatur (Geankoplis) : o ,solar o HHV, solar Kebutuhan Solar Rumus Volume Tabung Diameter Tangki Jari jari t V = r2t = 15072 cm3 = 0,015072 m3 Massa solar Kalor solar (Qsolar) = 0,015072 m3 x 820kg/m3 = 12,359 kg = 43961,4 kJ / kg x 12,359kg = 543320,7011 kJ : r2t : 80 cm : 40 cm : Tinggi solar dalam tangki = 3 cm = 3,14 x (40 cm)2 x 3 cm = 820 kg/m3 = 10500 kcal/ kg = 43961,4 kj / kg

iv.

Perhitungan Kalor Cerobong Reaksi : M T S : : : C10H22 0,087 mol 0,087 mol + 15,5 O2 1,485 mol 1,35 mol 0,135 mol 0,87 mol 0,87 mol 0,957 mol 0,957 mol 10CO2 + 11H2O

Ket : M = mula-mula ; T = terurai ; S = sisa. Mol C10H12 mol CO2 mol H2O = 12,36/142 = 10 x 0,087 = 11 x 0,087 = 0,087 mol = 0,87 mol = 0,957 mol

Perhitungan komposisi udara : : O2 : N2 = 21 : 79 : 15,5 x 0,087 = 1,35 mol : O2 = 10% x 1,35 mol = 0,135 mol

Udara Mol O2 Udara ekses (10%)

Mol O2 total Mol N2 (inert)

: mol O2 + mol udara ekses : 1,35 mol + 0,135 mol = 1,485 mol : (79/21) x mol O2 total : (79/21) x 1,485 mol = 5,586 mol

Perhitungan kalor gas buang (N2, CO2, O2, H2O) Q Cp = m x Cp x T = m x = a + bT = aT + bT2 + 1/3 cT3

-

Gas N2 sebanyak 5,586 mol (2983)] = 8795,955 J/mol. K : (T=573 K): Cp = [(2,94 x 10) x 573] + [ (-0,3 x 10-3) x (5732) + [ 1/3 (5,45x 10-6) x (5733)] = 17138,72 J/mol K

Gas N2 : (T=298 K): Cp = [(2,94 x 10) x 298]+[ (-0,3 x 10-3) x (2982)] + [ 1/3 (5,45x 10-6) x

Q N2

= 5,586 mol x (17138,72 J/mol K - 8795,955 J/mol. K) x (573 -298) K = 12815746 Joule = 12815,746 kJ

-

Gas CO2 sebanyak 0,87 mol x (2983)] = 8547,077 J/mol K : (T=573 K): Cp = [(1,9 x 10) x 573] + [ (7,062 x 10-2) x (5732)]+ [ 1/3 (-7,371x 10-5) x (5733)] = 19335,36 J/mol K

Gas CO2 : (T=298 K): Cp = [(1,9 x 10) x 298] + [ (7,062 x 10-2) x (2982)]+ [ 1/3 (-7,371x 10-5)

Q CO2 = 0,87 mol x (19335,36 J/mol K - 8547,077 J/mol. K) x (573 -298) K = 2581097,1Joule = 2581,0971 kJ Gas O2 sebanyak 0,135 mol x (2983)]

Gas O2 : (T=298 K): Cp = [(2,988 x 10) x 298] +[ (-1,13 x 10-2) x (2982) ]+[ 1/3 (4,338 x10-5)

= 8785,161 J/mol K : (T=573 K): Cp = [(2,988 x 10) x 573] + [ (-1,13 x 10-2) x (5732) =17986,58 J/mol K Q O2 = 0,135 mol x (17986,58 J/mol K - 8785,161 J/mol. K) x (573 -298) K = 341602,58 Joule = 341,60258 kJ Gas H2O sebanyak 0,957 mol : (T=298 K): Cp = [(3,404 x 10) x 298] + [ (-9,65 x 10-1) x (2982) ]+[ 1/3 (3,3 x10-5) x (2983)] = -32412,9 J/mol K : (T=573 K): Cp = [(3,404 x 10) x 573] + [ (-9,65 x 10-1) x (5732) ]+[ 1/3 (3,3 x10-5) x (5733)] = -136844 J/mol K Q H2O = 0,957 mol x (-136844J/mol K + 32412,9 J/mol. K) x (573 -298) K = -27483748 Joule = -27483748 kJ Q gas cerobong (total) = Q N2 + Q CO2 + Q O2 + Q H2O = 12815,746 kJ + 2581,0971 kJ + 341,60258 kJ - 27483748 kJ = -11745,3 kJ v. Perhitungan kalor air umpan. Laju alir pompa = 7 gpm = 0,44 x 10-3 m3/s Massa air Qair umpan = = massa air umpan x entalpi air umpan (T=47,1oC) = 158,4 kg x 197,215 kJ/kg = 31238,856 kJ vi. Perhitungan kalor steam (saturated) Kapasitas Panas (Cp) T Kalor laten () Kalor steam (Qsteam) = 4,2 kJ/kg K = (424,83 298) = 126,83 K = 2085 kJ/kg = mair Cp T + mair steam

H2O

Qsteam = ( = 84377,46 + 330264 = 414641,46 kJ

)

(

)

vii.

Perhitungan Efisiensi

= 69,07 %